花粉の核性を支配する分子機構の解明

阐明控制花粉核的分子机制

基本信息

批准号：
17658005
负责人：
坂本亘
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、作物における花粉形成の分子機構を明らかにするため、分子遺伝学的手法により成熟花粉の形成に関わる遺伝子を単離して解析する。特に本研究では、花粉形成の中でも核分裂とDNAの代謝を制御するメカニズムに着目し、(1)なぜ成熟花粉には生殖核数に多様性があるかと、(2)オルガネラDNAが片親遺伝する制御機構、について分子機構を解明して育種へ応用するための基盤的研究を行った。(1)については昨年度までに花粉第2分裂に異常を示すシロイヌナズナ変異体nikakuを単離して原因遺伝子を同定した。この遺伝子は雄原細胞特異的に発現するmyb転写因子をコードすることが明らかとなった。この遺伝子プロモーターにより緑色蛍光タンパク質GFPを発現させると、精細胞特異的にGFPが局在することを確認した。今年度は、上記の変異体の他に成熟花粉でオルガネラDNAが残存する変異体について解析を進めた。通常の野生型成熟花粉では栄養細胞にはオルガネラDNAがDAPIなどのDNA特異的蛍光色素では染色されないが、得られた変異体ではこれらが細かい顆粒状に観察される。1411では、花粉の変異に加えて、葉に若干の斑入りを生じるため、多面的な作用をすると予想された。今年度は、単離された変異体(#1411)についてさらに解析を進め、マップベースクローニングに必要なF2個体の育成と解析を行った。その結果、遺伝子領域を第2染色体の約700kb領域に特定することができた。上記の1411変異体の他にも同様の形質を示す変異体を得ており、これらの解析も同時に行った。

在本研究中，为了阐明作物花粉形成的分子机制，我们将利用分子遗传学方法对参与成熟花粉形成的基因进行分离和分析。本研究特别关注花粉形成过程中控制核裂变和DNA代谢的机制，并研究了（1）成熟花粉中生殖核数量存在多样性的原因，以及（2）细胞器单亲遗传的控制我们进行了基础研究以阐明其分子机制并将其应用于育种。关于(1)，我们分离了在花粉第二分裂中表现出异常的拟南芥突变体nikaku，并鉴定了致病基因。研究表明，该基因编码一种在雄激素细胞中特异性表达的 myb 转录因子。当使用该基因启动子表达绿色荧光蛋白GFP时，证实了GFP特异性地定位于精子细胞中。今年，除了上述突变体之外，我们还分析了成熟花粉中残留细胞器DNA的突变体。在正常野生型成熟花粉中，营养细胞中的细胞器DNA不会被DNA特异性荧光染料（例如DAPI）染色，但在所得突变体中，这些细胞器以细颗粒的形式被观察到。除了花粉变异之外，1411 的叶子上还产生轻微的杂色，因此预计它具有多效性。今年，我们进一步分析了分离的突变体（#1411），并培养和分析了图位克隆所需的F2个体。结果，他们能够将该基因区域精确定位到 2 号染色体上大约 700 kb 的区域。除了上述1411突变体之外，我们还获得了表现出相似性状的突变体，并同时对其进行了分析。